Das Abgas als Energiequelle

31. Jänner 2010, 16:28
  • Artikelbild
    foto: reuters/tobias schwarz

    Hier geht immer noch Energie verloren.

Der größte Energieverlust bei Verbrennung im Ottomotor passiert über die Abgase. Diese Energie zu nutzen erscheint verlockend

Auf der Suche nach Einsparungsmöglichkeiten in Sachen Verbrauch war BMW ja recht erfolgreich. Mit "Efficient Dynamics" hat man auch einen Begriff geschaffen, der das schön beschreibt und gut ins Ohr geht.

Doch was bis jetzt umgesetzt wurde, ist noch lange nicht alles. Da fällt etwa auf, dass der größte Energieverlust bei der Verbrennung im Ottomotor über das Abgas passiert. Dort geht mehr Energie verloren, als letztendlich für die Räder zum Antrieb übrigbleibt. Die effektive nutzbare Leistung wird mit etwa 22 Prozent angegeben. 35,3 Prozent werden hingegen bereits über den Abgasstrang in Form von Hitze verschenkt. Und 30 Prozent der Energie strahlt der Motor schon vorher an die Umgebung ab.

So erscheint es doch sehr verlockend, dem heißen Abgas Energie abzutrotzen. Und dafür gibt es auch eine Möglichkeit: den thermoelektrischen Generator. BMW hat so was schon vorgestellt. Doch die Ergebnisse sind ernüchternd. Aus der Abgaswärme wird Strom gewonnen, mittels Thermovoltaik. Das Ding ist relativ groß (Volumen ca. 20 Liter) und schwer und muss am Wagenboden in den Abgasstrang integriert werden. Der Wirkungsgrad dieser Technologie liegt immerhin bei 17 Prozent, was nach Adam Riese eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades um sechs Prozent bringt. Nicht wenig, wenn man bedenkt, dass es nach den naheliegenden Optimierungsmaßnahmen immer schwieriger wird, weitere Verbesserungen zu erzielen. Doch der Aufwand kann derzeit die Mehrkosten kaufmännisch in keiner Weise rechtfertigen. (Rudolf Skarics/DER STANDARD/Automobil/29.1.2010)

  • Gefährliche Elektroautos [136]

    Elektrische Spannungen und Ströme, aber auch die Elektromotoren selber bergen hohe Risiken

  • Konflikt Fahrrad versus Auto [268]

    Die Trennung von Rad- und Autoverkehr funktioniert nicht wirklich. Radwege mögen das richtige Symbol sein, aber nicht immer die richtige Lösung

  • Vom autonomen Autofahren [42]

    Autofahren ist vor allem in Ballungsräumen nicht mehr lustig und um das erste verdiente Geld auszugeben gibt es genügend Alternativen zum Auto

  • Start-Stopp: Es gibt längst Besseres [86]

    Die Zukunft gehört Systemen mit Starter-Generator, der unauffällig zwischen Stillstand, Elektro- und Verbrennungsmotorbetrieb wechselt

  • Verkehr in Megacitys [3]

    Die Autoindustrie liefert Konzepte für den Autoverkehr in künftigen Megacitys und denkt über besonders kleine und smarte Fahrzeuge nach

  • Zugfahren als Schnäppchenjagd [185]

    Die Bahn hält Neukunden konsequent fern. Alternativen sind die neue Westbahn - oder der private PKW

  • Radfahren: Fit, aber tot? [256]

    Je mehr Radfahrer sich auf den Straßen tummeln, umso mehr Unfälle gibt es auch

  • Autosalon als Spiegelbild [3]

    Die heurige Automobilausstellung in Frankfurt kehrt auf den ersten Blick wieder ziemlich auf den Boden der Tatsachen zurück

  • Das Auto braucht Straßen [86]

    Das Auto braucht eine Infrastruktur, nämlich Straßen, und die schenken uns die Autohersteller nicht dazu

  • Autofahren mit Biogas [39]

    Biogas wird im Wesentlichen aus landwirtschaftlichen "Abfällen" hergestellt, tritt also nicht in unmittelbare Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion

  • Pendlerpauschale ade? [379]

    Eine hohe Mobilität von Arbeitskräften ist eine Grundlage unseres Wirtschaftslebens. Die CO2-Diskussion betrifft vor allem auch die Pendler

  • Mit den Waffen der Gegner [99]

    Gijs Mom macht sich schon lange Gedanken, warum der Elektromotor vor 100 Jahren den Wettlauf mit dem Verbrennungsmotor verlor

  • Abgas-Erregungsakrobatik [19]

    Bis heute spielen die kompromisslosen Autoverteidiger eine lautstark polternde, aber ziemlich nutzlose Rolle

  • Feinstaubalarm beim Ottomotor [81]

    Die Regelung Euro 5 sieht eine Begrenzung der Partikelmasse vor. Aber nur mit der Partikelmenge lässt sich der Feinstaubanteil erfassen

  • Feindbild Automobil (III) [20]

    Die Existenz zu vieler Autos wird zwar beklagt, als Jobmoter sind Autofabriken aber nach wie vor gerne gesehen

  • Feindbild Automobil (II) [103]

    Fahrrad- und Automobilfahrer waren einst Freunde. Die Freundschaft hatte ein Ende, als das Auto dem Rad davonfuhr

  • Feindbild Automobil (I) [71]

    Das Auto hatte es Anfangs ganz und gar nicht leicht, sich durchzusetzen

  • Porsche-Preis fürs Lichtsparen [21]

    Der Prof.-Ferdinand-Porsche-Preis der TU Wien geht dieses Jahr an Wolfgang Huhn (Audi) und Kamislav Fadel (Automotive Lightning)

  • Gasgeben wörtlich genommen [12]

    Mit steigenden Kraftstoffpreisen werden Alternativen zu Benzin und Diesel zusehends interessanter, insbesondere Erdgas

  • Gummi braucht Straße

    Die Hoffnung der Autobranche lautet, in den derzeit noch weniger entwickelten Ländern im Laufe der Zeit auf über 500 wie bei uns aufschließen wird

  • Elektromotor rettet Verbrennungsmotor [41]

    Das diesjährige Wiener Motorensymposium prophezeite revolutionäre Zeiten im Automobilbau

  • Flexibler Motorenpapst [43]

    Es werden nur jene technischen Lösungen kommen, für deren Erforschung und Umsetzung in die Praxis sehr viel Geld ausgegeben wird

  • Auf ins Energiesparadies [8]

    Wahrscheinlich befinden wir uns jetzt im letzten Drittel des Erdölzeitalters - und auf der Suche nach einem geeigneten Nachfolger

  • Mit dem Rotstift durch die Verbrauchstabelle [60]

    Mercedes senkt mit Akribie den CO2-Ausstoß seiner E-Klasse, jedenfalls auf dem Papier

  • Automatik ohne Mehrverbrauch [197]

    Mit manuellem Schaltgetriebe, automatischem Doppelkupplungsgetriebe und Wandlerautomatik werden heute in etwa die gleichen Verbrauchswerte erzielt

Kommentar posten
Posting 1 bis 25 von 59
1 2
gaisbock
01
N38W3
00

Turbokompressor plus dieses Thermovoltaikdings! 20 Liter sind ja nicht soviel. Dafür könnte man den Mitteldämpfer opfern, der sicher 10 Liter oder mehr fasst. Und das Mehrgewicht anderswo einsparen, damit das Leistunggewicht nicht schlechter wird.
Dann gibt es noch die Turbocompound-Technik.

fallout boy
03

der turbolader nützt auch die energie im abgas.

Toni Blaher
 
21

Der Turbolader nutzt aber nicht die thermische Energie aus sondern die kinetische Energie da mit dem Abgaswind eine Turbine betrieben wird die Kraftstoff in den Motor drückt(Turbolader). Damit hat man einen viel höheren Einspritzdruck und der Kraftstoff verteilt sich besser und somit gibt es eine bessere Verbrennung was in einen höheren Wirkungsgrad mündet.

Dr. Lari and Mr. Fari
 
10
dies post

ist die Bankrotterlärung eines technischen Vollzniachtls.

langsam
10
15.2.2010, 11:21
Kann ich nur bestätigen!

Toni Blaher
 
11

Danke, dass Sie sich selbst richten.

Parkschwein
02

beim turbo gehts nicht darum wie sich der kraftstoff verteilt (??) sondern um die erhöhung der volumetrischen effizienz (wieviel gemisch schaffts im betrieb den zylinder, im vergleich zu dem was sich bei normalem luftdruck drin befindet). ein direkteinspritzer ist auch nicht zwangsläufig ein turbo und umgekehrt.

Toni Blaher
 
10

Wo schreib ich was vom Direkteinspritzer?
Mal davon abgesehen bekommt man auch mehr Kraftstoff in den Zylnder. Aber der wesentliche Punkt ist die Zerstäubung.

Parkschwein
03

"Aber der wesentliche Punkt ist die Zerstäubung."
nein. der wesentliche punkt ist der höhere füllungsgrad.

N38W3
03

Der Turbolader hat auf den Einspritzdruck keinen Einfluß. Die von Abgas getriebene Turbine verdichtet die Ansaugluft und presst diese mit Überduck zu den Einlaßventilen. Beim Benzin Turbo Pkw beträgt dieser Druck maximal 1,2-1,6 Bar. Beim Diesel Turbo Pkw liegt der Ladedruck weit unter einem Bar, ca 0,5 bar. Saug- und auch Turbomotoren haben bei Standgas an die minus 0,8 Bar Ladedruck. Der Sauger bleibt im klarerweise immer im Unterdruckbereich, während der Turbo, sobald man aufs Gas tritt, Überddruck aufbaut. Der Einspritzdruck liegt beim Benziner nur um die drei Bar, beim Diesel ist dieser um ein Vielfaches höher. Der Turbolader verbraucht sehr wohl thermische Energie, denn die Abgase kühlen der Laderleistung entsprechend stark ab.

FmVieringer
00
24.3.2010, 13:26
Beim Benzin Turbo Pkw beträgt dieser Druck maximal 1,2-1,6 Bar. Beim Diesel Turbo Pkw liegt der Ladedruck weit unter einem Bar, ca 0,5 bar. Saug- und auch Turbomotoren haben bei Standgas an die minus 0,8 Bar Ladedruck.

Blödsinn:Der maximale Ladedruck wird beim Benziner durch sie Selbstentzündung beschränkt,wass sich als Klingeln oder Klopfen äussert.Deshalb muss die Verdichtung reduziert werden, was in weiterer Folge den Wirkungsgrad mindert und somit als limitiernder faktor anzusehen ist.
Bei den Turbodieseln fällt dieser Faktor weg und ist quasi nur durch die Motorhaltbartkeit oder das Ansprechverhalten des immer grösser werdenden Turboladers und die damit verbundene schlechtere Alltagstauglichlkeit, begrenzt. In der Regel werden benziner mit weniger ladedruck gefahren, da sie schon eine höhere Literleistung haben, wohin bei Turbodieseln wirlich viel Luft benötigt wird. vergleich 2.0 SDI zu 2.0 TDI 64PS/170PS was einen Proporzionalen Ladedruck verlangt

N38W3
00
24.3.2010, 18:30

Ja, der Benzin Turbo hat ein geringeres Grundverdichtungsverhältnis als der Saug-Otto. Deswegen säuft er beim Langsamfahren ohne Turboeinsatz zumindest in den älteren Bauweisen (starre Geometrie) mehr, und es ist schade ums Super 100, das mit Turbo dann am meisten bringt. Was meine Daten betrifft, die sind von meinen alten Turbos. Ein moderner Diesel mit 80 oder 90 PS Literleistung hat vermutlich doch einen höheren Ladedruck.

Dr. Lari and Mr. Fari
 
00
man muß noch dazu sagen,

daß bei höheren Drehzahlen, je nach Ventilkonfiguration und -öffnungszeiten, die Primärfüllung der Zylinder noch deutlich niedriger liegen kann.
Man kann durch geschickte Gestaltung des Ansaugtraktes (unter Ausnutzung von Resonanzphänomenen z. B.) ein bissl was verbessern, aber Turbolader (bzw. kurbelwellengetriebener Kompressor) erhöhen die Füllung des Zylinders immer wesentlich besser.

fallout boy
02

nun, so ist das nicht ganz. über eine turbine hinweg nimmt die temperatur des mediums ordentlich ab.
die turbine ist meines erachtens nach die effizienteste methode um thermische energie aus einem gas zu ziehen,

human ic
00

des is aber ein eher unangenehmer nebeneffekt der turboturbine und bringt für die motorleistung nix.

fallout boy
01

doch, je höher die temperaturdifferenz vorher nachher ist, desto höher der wirkungsgrad des prozesses.

human ic
00

jo.. des turbinenbeschleunigungsprozesses.
aber der beschleunigt auch den turbinenablebensprozess

Parkschwein
01

ein turbo lebt nicht so schnell ab, außer man heizt herum und dreht dann gleich das auto ab.

Der Unkurze
00

von was reden sie da bitte??

nur weil ein turbo funktioniert wie es soll, soll er dadurch schneller kaputt werden???

human ic
00

nö, ich sag nur das abgaskühlung nicht das ziel der turbine vom turbo ist.

fallout boy
00

der katalysator braucht aber auch ein wenig abgastemperatur sonst wird er kaputt.

N38W3
01

Trotzdem, der Turbo ist doch immer vor dem Kat - oder?

fallout boy
00

ja, weil nach dem kat nicht mer viel nutzbare energie im abgas drinnen ist.

Toni Blaher
 
00

Kommt drauf an wie das Ding ausgelegt ist.

Kommentar posten
Posting 1 bis 25 von 59
1 2

Die Kommentare von Usern und Userinnen geben nicht notwendigerweise die Meinung der Redaktion wieder. Die Redaktion behält sich vor, Kommentare, welche straf- oder zivilrechtliche Normen verletzen, den guten Sitten widersprechen oder sonst dem Ansehen des Mediums zuwiderlaufen (siehe ausführliche Forenregeln), zu entfernen. Der/Die Benutzer/in kann diesfalls keine Ansprüche stellen. Weiters behält sich die derStandard.at GmbH vor, Schadenersatzansprüche geltend zu machen und strafrechtlich relevante Tatbestände zur Anzeige zu bringen.